有限变形条件下刚—粘塑性本构方程的隐式时间积分算法

在有限变形条件下，基于刚－粘塑性本构方程，提出了计算塑性应变增量的稳式时间积分方案，与传统的显式算法对比，此方案具有明显的优点，适用于有限变形大增量步的有限元计算，其数值精度令人满意。     

串联型粘弹-粘塑性沥青混合料本构模型的有限元分析

为将串联型粘弹-粘塑性本构模型移植到有限元计算中,使其能够对沥青路面结构与时间相关力学行为进行有效模拟和计算,通过编制材料子程序对本构模型进行了有限元实现。三维广义Maxwell粘弹性模型采用遗传积分进行表征,利用Prony级数特性推导出卷积方程的递推公式,在应变增量条件下更新应变,获得迭代过程的刚度矩阵;微分型粘塑性本构方程基于径向回退法建立积分子步下的变量演化方程,通过N-R迭代算法解决了收敛性问题,并利用本构模型的离散化推导,建立了整体迭代过程的一致切线刚度矩阵。通过典型算例对室内试验的与时间相关性行为对比分析,验证了有限元实现的合理有效性,为沥青路面结构计算提供理论基础和实例分析。     

45钢单轴应变循环软化行为的本构模型

为了更好地描述材料的循环软化行为,基于调质处理的45钢在对称与非对称应变循环加载下的变形特征,建立了其循环塑性本构模型.模型中考虑了材料在初始1/4循环加载时达到上屈服限后的应变软化现象.此外,用屈服面半径和背应力演化方程对后继循环软化行为进行了模拟.结果表明,在低周疲劳过程中,无论是循环软化滞回圈形状,还是循环应力幅值随循环周次的变化,理论预测与实验结果均吻合得很好.     

粘塑性统一本构方程数值积分方法研究

本文提出了对粘塑性统一本构方程的隐式欧拉积分进行牛顿一拉夫森迭代的数值积 分方法.推导出该数值积分的统一迭代格式;给出自动选取步长以及迭代收敛的准 则;并对卜。uer的统一本构方程进行了数值求解。该法不但非常有效地克服了由于常 微分方程组的刚性带来的数值困难,而且还易于控制数值误差。计算结果表明:本文 所提出的方法是十分有效的.      

变形诱导各向异性的循环粘塑性

本文提出了一个描述循环变形诱导各向异性的粘塑性本构模型，在该模型中，引入了各向异性变形阻力Ｑ，将Ｑ表示为椭圆型的参数方程，并给出了考虑加载历史影响的相应的演化方程。     

金属材料在非对称非比例应变路径循环加载下的塑性行为

本文对42CrMoA高强度合金钢进行了具有不同平均应变的非比例拉压—扭转循环加载试验,研究平均应变对应力响应的影响。试验结果表明,在非对称应变循环下,材料的应力响应与平均应变无关。因此,在循环塑性本构模型的建立中,应该考虑这一试验现象。     

描述复杂加载下材料响应的塑性内时本构模型

考虑到复杂加载下材料响应的延迟特性及加载路径相关性，本文提出与加载路径内蕴几何学参数相关的塑性应变历史记忆率及强化模量函数式，形成新的内时本构模型；对１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢材料沿椭圆及圆形应变路径加载时的响应进行了预测，与所做的实验数据作了比较，结果表明，本文的考虑是合理的。     

一种预测材料单轴饱和棘轮应变的本构模型

通过大量单轴棘轮实验,研究了均值、幅值、峰值和谷值应力对304不锈钢的饱和棘轮应变的影响规律以及棘轮历史对材料棘轮饱和变形状态的影响。结果表明,均值、幅值和谷值3种应力参量两两之间构成制约棘轮变形的二元参量,峰值应力与饱和棘轮应变之间在不受均值、幅值和谷值应力影响的单调函数关系,因而峰值应力是导致材料正向棘轮变形的根本原因。根据这一现象,提出了棘轮门槛应力值σrth和棘轮应力σr的概念,建立了基于单参数控制的、用于饱和棘轮应变预测和饱和棘轮本构模型SRM。实验发现,先前低循环应力水平下材料棘轮行为对后继高循环应力水平下的饱和棘轮变形无影响,进而提出了单试样法,利用该方法来确定SRM本构模型材料参数只需1-3个试样。基于单试样法建立的SRM模型用来预测在独立加载工况下304不锈钢试样的饱和棘轮应变,其安全因子介于1-1.3之间。σ     

双曲面本构中单轴棘轮描述的塑性模量研究

开展了两种材料在不同应力水平和不同应力幅值下的单轴棘轮效应实验,进行了实验结果的塑性流动特性分析;揭示了单轴应力循环下的棘轮效应特征和塑性模量在正、反向加载时所遵循的不同演化规律,分析并指出了现有双曲面本构模型无法正常描述棘轮效应的实质。在此基础上,引入了新的塑性模量演化公式,并开展了数值模拟,通过与实验结果比较发现,两者吻合较好,从而验证了塑性模量演化公式的合理性。     

纯铝的多轴非比例循环塑性行为实验研究

为纯铝材料进行了４种应变路径和２种轴向应力－扭转剪应变组合路径的非比例循环试验,揭示了纯铝在非比例循环加载下塑性应变率方向和塑性模量的演化特征;分析了纯铝的多轴棘轮行为。得到了一些有意义的结果。     

316L不锈钢多轴非比例加载低周疲劳特性及其微结构

本文对３１６Ｌ奥氏体不锈钢进行了各种应变路径下的非比例循环加载（非比例加载）低疲劳试验及其微结构的观察，将宏微观试验结构相结合，深入研究了多轴非比例循环附加强化的微观机理。     

室温下不锈钢的多轴时相关循环变形行为

对1Cr18Ni9不锈钢在室温下的非比例多轴时相关循环应变特征和棘轮行为进行了试验研究，以考察应变率、应力率和加载路径对其循环变形行为的影响．结果表明，1Cr18Ni9不锈钢的循环应变行为和棘轮行为对应变率、应力率很敏感，具有时相关特点：在多轴应变循环下，其最大等效应力随应变率增大而增大；在棘轮试验中，其轴向棘轮应变则随着应力率减小而增大．此外，加载路径对1Cr18Ni9不锈钢的循环粘塑性变形行为也有较大影响：多轴应变循环下，在所采用的直线、菱形和圆形3种加载路径中，圆形路径引起的非比例附加硬化程度最高，其次是菱形路径．然而，试验发现，在多轴棘轮试验中，圆形路径产生的棘轮应变高于菱形路径.     

重复荷载下高铁24m箱梁模型试验研究

对高速铁路中广泛应用的预应力混凝土简支箱梁进行了多级重复荷载下的模型试验．试验的主要测试结果包括2种加载方式下梁的裂缝宽度和裂缝分布展开情况,荷载-挠度曲线和弯矩-转角曲线,混凝土和普通钢筋的应变分布等．研究结果表明：混凝土首先在跨中底板出现裂缝,然后慢慢向腹板扩展．在纯弯段,裂缝间距分布比较均匀．在施加荷载超过开裂荷载不多的情况下卸载,裂缝在预应力筋的作用下能够闭合．箱梁的最终破坏现象是混凝土顶板的压溃爆裂,跨中极限位移为跨径的1/55．重复加载下的荷载位移曲线的包络线有3个拐点,分别对应于混凝土开裂,钢筋屈服,预应力筋屈服;而重复荷载下的弯矩转角曲线在整个过程中有一个拐点,对应于预应力筋的屈服．     

高速动力车不锈钢蒙皮焊接接头的耐蚀性能研究

本文对高速动力车车体1Cr18Ni9Ti不锈钢蒙皮焊接接头进行了耐晶间腐蚀研究，认为采用H1Cr18NiTi、HoCr19Ni12mO2O焊丝MIG、TIG焊均能有较子的耐腐蚀性能，但焊后热娇形对耐腐蚀性十分不利。